JP2729723B2 - ラビング処理後の基板の洗浄方法並びに洗浄装置 - Google Patents

ラビング処理後の基板の洗浄方法並びに洗浄装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、液晶表示素子(LC
D)の製造工程における配向膜形成プロセスにおいて、
液晶用基板の表面にポリイミドなどの高分子膜を塗布し
その膜面をラビング処理した後に基板表面を洗浄する方
法並びにその方法の実施に使用する基板洗浄装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】LCDの配向膜は、ガラス基板上に形成
された電極面を被覆するようにポリイミド等の高分子膜
を基板表面に塗布し、その膜面をナイロンやポリエステ
ル等の布帛で一定方向に擦ってラビング処理した後、そ
のラビング処理において発生した削り滓を除去するため
に基板表面を洗浄して形成される。この場合、基板表面
の洗浄は、ラビングで生じた配向性能が変化しないよう
な方法によって行なわれ、従来は、イソプロピルアルコ
ール(IPA)やフロンなどの溶剤を使用して基板の洗
浄・乾燥処理を行なっていた。
【0003】しかしながら、IPAやフロン等の溶剤を
用いた洗浄方法ではバッチ式処理となり、このため、高
周波、超音波等を利用した物理的洗浄手段を有効に使用
することができず、また、溶剤、特にフロンは、その使
用が規制されており、今後使用できなくなる可能性が高
い。これらの理由から、最近では、洗浄剤として水系洗
浄液又は純水を使用し、洗浄装置の型式が枚葉処理方式
のものに変わりつつある。例えば、特開平3−6201
8号公報には、配向膜の膜面を純水で超音波洗浄する方
法が開示されている。また、特開平3−81730号公
報には、配向膜表面に水を流しながら、配向膜表面をラ
ビング処理方向と同一方向にスクラブ処理(ブラシや
布、スポンジ等で配向膜表面を擦る処理)する方法が開
示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、水や純水な
どの洗浄液によってラビング処理後の基板表面を洗浄し
た場合、基板表面が純水等によって濡れ始める時期に基
板表面に洗浄むらがしばしば発生し、その洗浄むらが消
えずに基板表面にそのまま残ってしまうことが起こる。
この結果、配向膜の配向性能が変化し、製造されたLC
Dの表示品質に大きな悪影響を及ぼすことになる。基板
表面に洗浄むらが発生する原因として、配向膜を構成す
るポリイミド等の高分子膜は、基板に対する密着強化の
ため、下地面にシランカップリング剤のような界面活性
剤を塗布しているが、基板洗浄に際しての入水時にその
一部が溶出し、その溶出した薬剤が基板表面に瞬時に固
着して洗浄むらとなる、といったことが考えられる。
尚、界面活性剤の溶出に起因する洗浄むらは、基板表面
を中性洗剤により洗浄すれば消失することもあるが、チ
ルト角の大きいSTN(スーパー・ツイステッド・ネマ
ティック)型LCDでは、洗剤成分によってチルト角或
いは配向性能が微妙に変化してしまい、表示品質に影響
するため、洗剤を使用できない場合が多い。
【0005】この発明は、以上のような問題点を解決す
るためになされたものであり、水や純水などの洗浄液を
使用して枚葉処理方式でラビング処理後の基板表面を洗
浄する場合に、基板表面における洗浄むらの発生を防止
することができる基板洗浄方法、並びに、その方法を実
施するための基板洗浄装置を提供することを技術的課題
とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明では、ラビング
処理後の基板の表面に洗浄液を供給して基板表面を洗浄
する前に、基板の表面に対し純水をカーテン状に流下さ
せながら基板を純水の流下位置に対して相対的に移動さ
せ、洗浄が開始される時点まで、基板上を流動する純水
で基板の表面全体を層状に覆うようにした。このよう
に、基板表面を純水等の洗浄液で濡らす前に、予め、基
板表面全体を純水で速やかに濡らし、基板表面全体が純
水で層状に覆われ濡れた状態にされるため、シランカッ
プリング剤等の界面活性剤の溶出が起こっても、それは
基板表面に固着しにくく、かつ、純水は基板上に滞留す
ることなく常に流動しているため、溶出した薬剤は、純
水と共に基板上から流れ落ちることになる。
【0007】また、上記方法を実施するための基板洗浄
装置は、ラビング処理後の基板の表面に洗浄液を供給し
て基板表面を洗浄する基板洗浄手段の、基板搬送方向の
手前側に前段給水手段を配設し、その前段給水手段によ
り、基板搬送手段によって搬送されてくる基板の表面に
対し純水を基板搬送方向と逆向きにかつカーテン状に流
下させて供給するように構成されている。この場合、上
記前段給水手段における基板搬送速度が上記基板洗浄手
段における基板搬送速度より大きくなるように上記基板
搬送手段を制御するようにすると、前段給水手段によっ
て供給される純水により、基板表面全体がより速やかに
濡らされることになるので、好ましい。また、この基板
洗浄装置では、搬送移動中の基板の表面に、基板搬送方
向と逆向きに純水を供給するようにしているため、基板
表面の、純水の流下位置を通過し終わった部分に、純水
供給に伴って発生したミストが付着して基板表面にむら
を生じる、といったことが起こりにくい。
【0008】
【実施例】以下、この発明の好適な実施例について図面
を参照しながら説明する。
【0009】図1は、この発明に係る基板洗浄方法を実
施するための装置の概略構成の1例を示す模式的断面図
である。この基板洗浄装置は、前段処理室10、超音波洗
浄室12、スプレイ洗浄室14及び水切り室16を順次連設し
て構成されている。そして、それら各室内には、基板W
を搬送するための搬送ローラ18が一列に設けられてい
る。
【0010】前段処理室10には、基板搬送路の上方側に
高圧スプレイ管20が配設されている。この高圧スプレイ
管20は、純水22を貯留した純水タンク24に配管接続され
ており、高圧ポンプ26を駆動させることにより、純水タ
ンク24から高圧スプレイ管20へ純水が送給され、高圧ス
プレイ管20のノズルから純水が基板Wの表面へ噴出され
るようになっている。高圧スプレイ管20のノズルは、基
板Wの搬送方向に対し直交する方向に複数個並列して設
けられており、純水を基板Wの表面に対しカーテン状に
高圧、例えば1.8kg/cm2程度の圧力で流下させる。
また、高圧スプレイ管20は、搬送ローラ18によって搬送
されてくる基板Wに対し、その搬送方向と逆向きにカー
テン状の純水28が供給されるように、基板搬送路上方に
設置されている。
【0011】超音波洗浄室12には、超音波発生器とスプ
レイ管とを備えた超音波洗浄装置30が基板Wの搬送方向
に沿って複数並設されている。各超音波洗浄装置30のス
プレイ管は、洗浄水32を貯留した洗浄水タンク34にポン
プ36を介挿してそれぞれ配管接続されている。そして、
洗浄水タンク34からポンプ36によって超音波洗浄装置30
へ送給された洗浄水に高周波(メガヘルツ)の超音波を
付与し、超音波洗浄装置30から基板Wの表面に対し超音
波付与された洗浄水38を供給することにより、基板W表
面の洗浄が行なわれる。
【0012】また、スプレイ洗浄室14には、搬送ローラ
18によって搬送されてくる基板Wの表面に対し純水42を
供給するスプレイ管40が配設されている。このスプレイ
管40は、純水供給源に流路接続されている。この純水供
給源からスプレイ管40及び上記した純水タンク24へそれ
ぞれ純水が供給される。また、スプレイ管40から噴出
し、基板Wの表面の洗浄に使用された後の使用水は、洗
浄水タンク34へ送給され、超音波洗浄の洗浄水32として
再使用されるようになっている。スプレイ洗浄室14に隣
接して設けられた水切り室16には、加圧空気源に接続さ
れたエアーナイフ44が配設されている。そして、スプレ
イ洗浄室14から搬送ローラ18によって水切り室16内へ搬
送されてきた洗浄済みの基板Wの表面に向かってエアー
ナイフ44から加圧空気を吹き付けることにより、基板W
の表面の水切りが行なわれ、その水切り後に基板Wの表
面が完全に乾燥させられる。
【0013】上記構成の装置を使用してラビング処理後
の基板の表面を洗浄する場合、図示しないラビング装置
からラビング処理後の基板Wが送られてくると、まず、
基板Wは、前段処理室10内において高圧スプレイ管20か
らカーテン状に純水28が供給され、表面全体が速やかに
流動状態の純水で層状に覆われて濡らされる。このた
め、配向膜の下地として塗布されたシランカップリング
剤などの薬剤が基板上に溶出してきても、その薬剤は、
基板表面に固着することなく基板上から純水と一緒に流
れ落ちる。この場合、多数の搬送ローラ18からなる基板
搬送装置を制御し、前段処理室10内において基板Wを搬
送する速度を、後段に配設された超音波洗浄室12、スプ
レイ洗浄室14及び水切り室16内における基板搬送速度よ
りも大きくすることが好ましく、その場合には、基板W
の表面全体が瞬時に純水によって層状に覆われることに
なり、より効果が大きい。また、純水28は、高圧スプレ
イ管20から基板Wの表面へ、基板搬送方向と逆向きに供
給されるため、基板Wの表面の、純水28の流下位置を通
過し終った部分に純水のミストが付着してむらを生じる
こともない。そして、基板Wは、その表面が流動する純
水で層状に覆われて濡れた状態のまま、超音波洗浄室12
へ送られるので、超音波洗浄の過程で従来のような煙状
の洗浄むらが基板表面に発生することはない。
【0014】この発明に係る基板洗浄方法及び装置は上
記のように構成されているが、この発明の範囲は上記説
明並びに図面の内容によって限定されず、要旨を逸脱し
ない範囲で種々の変形例を包含し得る。例えば、上記実
施例では、基板を水平方向へ搬送しながら洗浄する方法
を示したが、基板を鉛直方向に搬送しながら洗浄するよ
うにしてもよい。また、基板搬送手段としては、コンベ
ア方式、ニップローラ方式など、各種の機構のものを使
用し得る。さらに、上記実施例では、基板を搬送しなが
ら固定した高圧スプレイから純水を基板表面へ供給する
ようにしたが、基板を停止させ、高圧スプレイを基板表
面に沿って平行移動させながら、基板表面へ純水を供給
するようにしてもよい。また、前段処理室、超音波洗浄
室、スプレイ洗浄室及び水切り室における基板搬送速度
を低速で一定にし、前段処理室において高圧スプレイを
基板表面に沿って基板搬送方向と逆方向へ移動させる構
成とし、基板の表面全体に速やかに純水を供給できるよ
うにしてもよい。
【0015】
【発明の効果】この発明は以上説明したように構成され
かつ作用するので、この発明に係る基板洗浄方法によれ
ば、また、この発明に係る基板洗浄装置を使用すれば、
水や純水などの洗浄液を使用した枚葉処理方式により、
基板表面における洗浄むらを生じることなくラビング処
理後の基板の洗浄を行なうことができ、基板の洗浄過程
において配向膜の配向性能が維持され、表示品質が平均
化されたLCDを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る基板洗浄方法を実施するための
装置の概略構成の1例を示す模式的断面図である。
【符号の説明】
10 前段処理室 12 超音波洗浄室 14 スプレイ洗浄室 16 水切り室 20 高圧スプレイ管 22 純水 28 カーテン状に流下する純水 30 超音波洗浄装置 32 洗浄水 40 スプレイ管 44 エアーナイフ W ラビング処理後の基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 芳谷 光明 滋賀県彦根市高宮町480番地の1 大日 本スクリーン製造株式会社 彦根地区事 業所内 (72)発明者 土屋 昭夫 滋賀県彦根市高宮町480番地の1 大日 本スクリーン製造株式会社 彦根地区事 業所内 (56)参考文献 特開 平3−62018(JP,A) 特開 平3−202184(JP,A)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 液晶用基板の表面に形成された高分子膜
    の膜面をラビング処理した後にその基板の表面に洗浄液
    を供給して基板表面を洗浄する方法において、洗浄前に
    前記基板の表面に対し純水をカーテン状に流下させなが
    ら基板を純水の流下位置に対して相対的に移動させ、洗
    浄が開始される時点まで、基板上を流動する純水で基板
    の表面全体を層状に覆うようにすることを特徴とするラ
    ビング処理後の基板の洗浄方法。
  2. 【請求項2】 表面に形成された高分子膜の膜面がラビ
    ング処理された後の液晶用基板の表面に洗浄液を供給し
    て基板表面を洗浄する基板洗浄手段と、前記基板を搬送
    する基板搬送手段とを備えてなるラビング処理後の基板
    の洗浄装置において、前記基板洗浄手段の手前側に、前
    記基板の表面に対し純水を基板搬送方向と逆向きにかつ
    カーテン状に流下させて供給する前段給水手段を配設し
    たことを特徴とするラビング処理後の基板の洗浄装置。
  3. 【請求項3】 基板搬送手段の基板搬送速度を、前段給
    水手段における搬送速度が基板洗浄手段における搬送速
    度より大きくなるように設定した請求項2記載の、ラビ
    ング処理後の基板の洗浄装置。
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